CN107641784B - 一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其包括以下步骤：a.前处理：将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料；b.渗氮处理：将所述联轴器装入渗氮炉中，对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理，其中，渗氮温度为510±10℃，渗氮时间采用72±2h；c.冷却处理：将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却；从而有效减小了变形量，并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能，使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证。

Description

一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法

技术领域

本发明涉及一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。但是，风电场多数处于偏远地区，通常要面对各种恶劣的气候条件和环境条件，从而使得风电机部件容易锈蚀、盐蚀、老化等，影响风电机部件的使用寿命。

鼓形齿式联轴器是风电机的关键部件，它属于传递动力的轴传递系统，其可靠性和耐久性取决于耐磨性的抗介质腐蚀能力和抗疲劳能力。现有技术中对风电机鼓形齿式联轴器进行渗氮，有两个技术难题：1.齿部局部渗氮，变形要求非常严格；2.长时间渗氮，耐蚀性的化合物层(白亮层)要达到一定的厚度，而且无脆性倾向。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，有效减小了变形量，并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能，使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其包括以下步骤：

a.前处理：将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料；

b.渗氮处理：将所述联轴器装入渗氮炉中，对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理，其中，渗氮温度为510±10℃，渗氮时间采用72±2h；

c.冷却处理：将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却。

优选的，在所述渗氮处理之前，还对所述联轴器进行调质处理，使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。

优选的，所述渗氮处理中，氨气流量为700-800ml/h，气体压力为0.04-0.05MPa，氨分解率为15-22％。

优选的，所述冷却处理中的自然冷却，是指将所述联轴器置于常温密闭容器中进行冷却。

进一步的，所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶，将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内，再加盖进行冷却处理。

优选的，所述渗氮温度为510℃。

优选的，所述联轴器的材料采用42CrMo钢或35CrMo钢。

本发明的有益效果是：

(1)、本发明采用低温和长时间工艺进行渗氮，并在渗氮后采用中速冷却，有效减小了变形量，并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能，使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证；

(2)、本发明在渗氮过程中，采用较高的气体压力、较低的氨分解率，能够在齿部区域的表面获得致密均匀的白亮层，使得联轴器的齿部具有高度的耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能；

(3)、本发明采用一段渗氮方法，渗氮过程中，温度、时间、压力、氨气流量、氨分解率等工艺参数保持不变，能够在齿部区域的表面获得致密均匀的白亮层；

(4)、本发明将渗氮后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却，采用中速冷却的方式，不仅能够防止冷却变形，而且有利于提高白亮层的耐蚀性。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例公开了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其包括以下步骤：

a.前处理：将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料；

b.渗氮处理：将所述联轴器装入渗氮炉中，对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理，其中，渗氮温度为510±10℃，渗氮时间采用72±2h；优选的，所述渗氮温度采用510℃，所述渗氮时间采用72h；并且，所述渗氮处理中，氨气流量为700-800ml/h，气体压力为0.04-0.05MPa，氨分解率为15-22％；

c.冷却处理：将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却。

本实施例中，在所述渗氮处理之前，还对所述联轴器进行调质处理，使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。

冷却速度对于工件变形量具有较大影响：冷却速度采取快冷会引起工件变形，但冷却速度过慢，比如随炉冷却，由于白亮层中部分ε-相会转变为γ-相，渗氮层孔隙度增加，降低了耐蚀性，而且脆性增加。本实施例中，将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉，并将所述联轴器置于常温密闭容器中，进行自然冷却。进一步的，所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶，将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内，再加盖进行冷却处理；不仅能够防止冷却变形，而且有利于提高白亮层的耐蚀性。

本实施例的渗氮方法主要适用于42CrMo钢或35CrMo钢的联轴器。

以42CrMo钢联轴器为例，本实施例的渗氮过程简述如下：

1.渗氮前经调质处理，使得联轴器硬度为25-30HRC；

2.对齿部区域以外的非渗氮区域涂上防渗氮涂料，渗氮冷却后，自然脱落，表面干净，无需清理；

3.工件装炉，将联轴器装入料框中，再将料框装入渗氮炉中；

4.按编制的渗氮工艺，设定调整渗氮温度、时间、气体压力、氨气流量、氨分解率等工艺参数，并执行渗氮处理；

5.渗氮工艺程序执行完毕后，将所述联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉并置于常温密闭容器中，进行自然冷却。

对风电机42CrMo鼓形齿式联轴器采用本发明的渗氮方法，能够使渗氮减少变形量，其变形量小于2μm；经渗氮，在齿部渗氮层获得最佳的金相组织，其含有12-14μm的致密均匀的白亮层，且表面硬度达到525-550HV，渗层深度达到0.53-0.58mm，渗氮层脆性级别和渗氮层氮化物级别均达到1级，；明显提高了耐蚀性能，耐磨性能和抗疲劳性能，使联轴器的防腐蚀可靠性和使用寿命得到保证，并且没有脆性破坏倾向。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.前处理：将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料；

b.渗氮处理：将所述联轴器装入渗氮炉中，对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理，其中，渗氮温度为510±10℃，渗氮时间采用72±2h；

c.冷却处理：将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后，再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却；

所述渗氮处理中，气体压力为0.04-0.05MPa，氨分解率为15-22％；

所述冷却处理中的自然冷却，是指将所述联轴器置于常温密闭容器中进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于：在所述渗氮处理之前，还对所述联轴器进行调质处理，使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。

3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于：所述渗氮处理中，氨气流量为700-800ml/h。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于：所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶，将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内，再加盖进行冷却处理。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于：所述渗氮温度为510℃。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法，其特征在于：所述联轴器的材料采用42CrMo钢或35CrMo钢。